戴渊颇有风度仪表，性情闲适爽朗，年少时仗义救难，不拘常人的节操行止。年轻时为盗，经陆机劝解，才受感悟。最初被举为孝廉，到了洛阳，陆机向赵王司马伦推荐他，司马伦就起用戴渊，任沁水县令，他没有就任，接着就去武陵郡探望父亲。当时与戴渊同郡的潘京有识鉴，以知人而出名，戴渊的父亲让他找潘京交谈，交谈不多时潘京便称他有公辅之才。经多次升任转任太傅司马越的军谘祭酒，出洛阳补任豫章太守，加职振威将军，兼任义军都督。因讨贼有功，赐爵秣陵侯，升任治书侍御史、骠骑将军司马，任散骑侍郎。 

永嘉元年（公元307年），琅玡王司马睿出镇建邺时，召戴渊为镇东将军右司马。将要征讨杜弢时，加戴渊为前将军，尚未出发而杜弢起义已被平定。建武元年（公元317年），司马睿称晋王时，任命戴渊为尚书。 

太兴元年（公元318年），东晋建立后，戴渊任中护军，转任护军将军、尚书仆射，戴渊都推辞不就职。 

太兴四年（公元321年），朝廷授任戴渊征西将军，都督兖、豫、幽、冀、雍、并六州诸军事、假节，加职散骑常侍。征发投名帖求官的一千人任军吏，调扬州百姓家奴一万人作为士兵分配给他们，任命散骑常侍王遐任征西军司，镇守合肥，与刘隗一同出京。元帝亲临戴渊军营，慰劳勉励将士，临出发时祭祖饯行，置酒赋诗。 当时，镇西将军祖逖认为戴渊虽有才望，但无远见，无助于北伐，而且自己既收复黄河以南大片土地，却突然由如此从容不逼的文臣统领，心中甚为不快。 

戴渊抵达合肥，而爆发了王敦之乱，朝廷下诏让戴渊返回镇守京师，升任骠骑将军，与右卫将军郭逸在大桁桥北夹道筑起营垒。不久，石头城失守，戴渊与诸军进攻石头，遭遇大败。戴渊带着部下一百多人到朝廷接受诏命，与公卿百官在石头见到王敦。王敦问戴渊：“前日之战你还有余力吗？”戴渊不道歉而答道：“怎么敢有余，只是力不足罢了。”王敦又说：“我这一举动，天下认为如何？”戴渊回答：“看到的人认为是叛逆，体谅您的人认为是忠诚。”王敦笑道：“你真称得上会说话。” 

王敦的参军吕猗昔日在尚书台任职，有刀笔小吏的才能，而性情奸邪谄谀，戴渊任尚书时，厌恶吕猗的为人，吕猗因此十分恨他。到此时，吕猗劝王敦道：“周顗、戴若思都有很高的名望，足以迷惑众人，近来他们的言语竟然毫无愧色。您如果不除掉他们，恐怕会有再次举兵的祸患。”王敦认为此话有理，加上平素就忌恨他们，不久便派邓岳、缪坦拘捕戴渊并将他杀害。戴渊平日享有很高的威望，四海之士听到他遇害的消息没有不痛惜的。太宁二年（公元324年），王敦之乱平定后，戴渊被朝廷追赠为右光禄大夫、仪同三司，谥号简。